Artyku³ przegl¹dowy Review
Y. enterocolitica jest drobnoustrojem izolowanym w ró¿nych krajach na piêciu kontynentach (4). Wyj¹t-kowe zró¿nicowanie pa³eczek Y. enterocolitica pod wzglêdem aktywnoci biochemicznej by³o podstaw¹ do podzia³u gatunku na 6 biotypów: 1A, 1B, 2, 3, 4 i 5. Na podstawie ró¿nic w budowie antygenu soma-tycznego O u pa³eczek Y. enterocolitica opisano oko³o 60 antygenów somatycznych (33), z których najczê-ciej 11 powoduje infekcje u ludzi (3). Do najczêstszych bioserotypów Y. enterocolitica izolowanych od cho-rych nale¿¹: 4/O:3; 2/O:5,27; 1B/O:8 oraz 2/O:9 (3). Pa³eczki te s¹ szeroko rozpowszechnione w przyro-dzie; izolowano je od zwierz¹t domowych, hodowla-nych i dzikich, nale¿¹cych do ró¿hodowla-nych grup taksono-micznych, tj. od ssaków, ptaków, gadów, ryb, owadów (37). winie uwa¿ane s¹ za g³ówny rezerwuar pa³e-czek bioserotypu 4/O:3. Izolacji dokonuje siê
zarów-no z migda³ków, gard³a, jêzyka, jak i z ka³u (4, 11, 16, 18, 32, 34). Pa³eczki Y. enterocolitica bytuj¹ w czêci ustnej i nosowej gard³a wiñ oraz w jelicie, jako fizjo-logiczna flora bakteryjna. Wykazano, ¿e w po³udnio-wych Niemczech bioserotyp 4/O:3 stanowi³ 60% izo-latów Y. enterocolitica z migda³ków oraz 10% izola-tów z ka³u wiñ, ponadto w 12% próbek badanego miêsa stwierdzono obecnoæ Y. enterocolitica 4/O:3 (11). Do zaka¿enia tusz i narz¹dów wewnêtrznych dochodzi najczêciej podczas uboju i wytrzewiania. Powszechne wystêpowanie Y. enterocolitica wykaza-no w Finlandii w próbkach mielonego miêsa i narz¹-dach wiñ dostêpnych w handlu detalicznym (12). Iden-tyczne genotypy Y. enterocolitica uzyskane z jêzyków i mielonego miêsa wieprzowego oraz od ludzi potwier-dzaj¹, ¿e konsumpcja surowego lub niedogotowane-go miêsa wieprzoweniedogotowane-go mo¿e byæ przyczyn¹
jersinio-Chromosomalne i plazmidowe determinanty
wirulencji pa³eczek Yersinia enterocolitica
BARBARA KOT
Zak³ad Mikrobiologii Instytutu Biologii Akademii Podlaskiej, ul. Boles³awa Prusa 12, 08-110 Siedlce
Kot B.
Chromosomally and plasmid-encoded virulence determinants of Y. enterocolitica
Summary
Yersinia enterocolitica is a pathogen with a global distribution in nature, showing a big diversity in biochemical activity, chemical composition and structure of O-somatic antigen and pathogenic properties. Y. enterocolitica is isolated from animals belonging to different taxonomic groups as well as from food, soil and water, but pigs are considered to be the main reservoir of Y. enterocolitica strains pathogenic to humans. The pathogenicity of Y. enterocolitica rods is determined by several virulence factors encoded by genes located in the chromosome and the virulence plasmid pYV. The chromosomally located virulence determinant is the enterotoxin Yst, which activates the guanylate cyclase that leads to increased cGMP levels in the intestine. The chromosomally encoded adhesin Ail is involved in attachment and tissue invasion. Invasin is a primary invasion factor of Y. enterocolitica and is required for the translocation of Y. enterocolitica across the intestinal epithelium. Probably the surface antigen Myf promotes the colonization of the intestine and enables the secretion of Yst in close vicinity of the enterocyte surface.
The virulence plasmid pYV encodes a type III secretion and the outer membrane protein YadA, which has been found to play multiple functions in the pathogenesis. YadA is involved in autoagglutination, serum resistance and adhesion. Adhesion to host cells mediated by YadA supports the injection of Yops into the cytosol of a eukaryotic cell. Yops form two groups of proteins. Yop effector proteins in eukaryotic cells interfere with signaling pathways involved in the regulation of the actin cytoskeleton, resulting in the inhibition of phagocytosis as well as induces apoptosis. The second group of Yops proteins form a channel in the membrane of a eukaryotic cell, which allows the translocation of effectors across the eukaryotic membrane. The secretory apparatus Ysc enables the injection of effector proteins into eukaryotic cells by extracellular Y. enterocolitica adhering to the cell surface.
Keywords: Yersinia enterocolitica, chromosomal virulence determinants, virulence plasmid pYV, Yops proteins
zy u ludzi (11). Ponadto bakterie te izolowano z gleby, wód powierzchniowych, ¿ywnoci (drób, mleko, jaja, warzywa) (36) oraz wody pitnej (19).
Zaka¿enie Y. enterocolitica nastêpuje drog¹ fekaln¹ i per os, tj. po spo¿yciu zanieczyszczonej tymi pa³ecz-kami ¿ywnoci i wody. Mo¿liwe jest tak¿e przekazy-wanie zaka¿enia wród ludzi t¹ drog¹, o czym wiad-cz¹ zaka¿enia rodzinne (20).
Szczepy uznawane za patogenne dla ludzi i zwie-rz¹t nale¿¹ do biotypów 1B, 2, 3, 4 i 5, przy czym reprezentuj¹ niewielk¹ liczbê serotypów, z których najczêciej izolowane s¹: O:3, O:9, O:8 i O:5,27 (3). Powszechne wystêpowanie szczepów biotypu 1A w rodowisku, a tak¿e brak u nich wiêkszoci znanych klasycznych wskaników wirulencji Y. enterocolitica, sk³oni³o wielu autorów do okrelania ich jako niepa-togenne (3). Jednak szczepy nale¿¹ce do biotypu 1A by³y równie¿ przyczyn¹ zbiorowych zatruæ pokarmo-wych oraz wyosobniano je z klinicznych przypadków postaci jelitowych, które objawami nie ró¿ni³y siê od powodowanych przez biotypy uznawane za patogen-ne (31). Patogenpatogen-ne biotypy i serotypy, w odró¿nieniu od rodowiskowych, zwiêkszaj¹ przepuszczalnoæ b³o-ny zewnêtrznej w rodowisku o pH 5,5, co jest zwi¹-zane ze zmianami w acylacji lipidu A. W temperatu-rze 37°C w standardowej po¿ywce dominuj¹c¹ form¹ lipidu A jest forma pentaacylowa. W po¿ywce o kwa-nym odczynie wzrasta iloæ formy tetraacylowej. Geny warunkuj¹ce biosyntezê LPS, podobnie jak koduj¹ce wytwarzanie bia³ek (inwazyna, enterotoksyna, Myf mucoid Yersinia factor) odpowiedzialnych za wirulen-cjê Y. enterocolitica, znajduj¹ siê w chromosomie i s¹ regulowane jednoczenie przez pH. Wzrost przepusz-czalnoci b³ony zewnêtrznej przy niskim poziomie Ca2+
u komórek pozbawionych plazmidu zjadliwoci pYV (plasmid Yersinia virulence) dowodzi, ¿e oprócz sys-temu regulacyjnego kodowanego przez pYV w chro-mosomie znajduj¹ siê tak¿e regulacyjne systemy mo-dulowane przez stê¿enie Ca2+, które oddzia³uj¹
bez-porednio lub bez-porednio na poziom lipidu A (1). Czynniki wirulencji Y. enterocolitica
kodowane chromosomalnie
Enterotoksyny Yst (Yersinia stable toxin). Entero-toksyna Ysta aktywuje cyklazê guanylow¹ w kosm-kach jelitowych, prowadz¹c do wzrostu stê¿enia cGMP, co w konsekwencji powoduje utratê przez enterocyty zdolnoci absorpcji p³ynów i ostatecznie prowadzi do gromadzenia siê p³ynu w jelicie (29). Maksymalna synteza enterotoksyny Ysta in vitro odbywa siê w tem-peraturze 26°C w stacjonarnej fazie wzrostu. Mikul-skis i wsp. (22) wykazali, ¿e synteza Ysta w tempera-turze 37°C mo¿e zachodziæ w pH lekko zasadowym, w rodowisku o wysokiej osmolarnoci. Takie warun-ki panuj¹ w koñcowym odcinku jelita krêtego, co praw-dopodobnie umo¿liwia syntezê enterotoksyny Ysta in vivo. Ekspresjê genu ystA reguluj¹ dwa bia³ka; nega-tywnym regulatorem jest histonopodobne bia³ko YmoA
(Yersinia modulator) (22), a bia³ko Yrp (Yersinia re-gulator for pleiotropic phenotype) aktywuje transkryp-cjê ystA (24).
Z supernatantu hodowli Y. enterocolitica O:5 uzys-kano enterotoksynê Ystb. Wykazywa³a ona 20-krot-nie wy¿sz¹ aktywnoæ w tecie na mysich oseskach ni¿ Ysta. Sekwencja nukleotydowa genu ystB jest w 73,5% homologiczna do sekwencji nukleotydowej genu ystA. Badania w kierunku wystêpowania genu ystB u Y. enterocolitica wykaza³y, ¿e jest on obecny u szczepów nale¿¹cych do biotypu 1A (18, 27).
Inna ciep³ostabilna enterotoksyna Ystc zosta³a znaleziona u Y. enterocolitica O:3. Gen ystC koduje 72-aminokwasowy produkt, a dojrza³¹ cz¹steczkê tok-syny stanowi ³añcuch polipeptydowy z³o¿ony z 53 aminokwasów. Ystc wytwarzana jest przez komórki, rosn¹ce w temperaturze 37°C. Wykazuje ona cztero-krotnie wy¿sz¹ aktywnoæ ni¿ Ystb. Sekwencja nu-kleotydowa genu ystC jest w 73,1% identyczna z sek-wencj¹ genu ystA i w 73,5% identyczna z seksek-wencj¹ genu ystB (27). Badania 304 izolatów Y. enterocoli-tica w kierunku obecnoci ystC wykaza³y, ¿e ten gen wystêpuje tylko u 1% szczepów ró¿nych biotypów (27).
Antygen Myf. Obecnoæ antygenu Myf przede wszystkim u patogennych biotypów Y. enterocolitica sugeruje ich udzia³ w patogenezie (6, 17), chocia¿ wystêpowanie genu myfA stwierdzono tak¿e u niektó-rych szczepów biotypu 1A. G³ówn¹ podjednostkê fim-brii Myf, czyli 159-aminokwasowe bia³ko koduje gen myfA. MyfA jest bia³kiem o homologicznej sekwencji aminokwasowej do bia³ka PsaA, które buduje g³ówn¹ jednostkê strukturaln¹ fimbrii pH6 pa³eczek Y. pestis. Antygen pH6 zosta³ tak¿e znaleziony u Y. pseudotu-berculosis. Udzia³ antygenu Myf w zjadliwoci pa³e-czek Y. enterocolitica nie podlega³ dotychczas ocenie, ale w przypadku antygenu pH6 Y. pseudotuberculosis wykazano, i¿ poredniczy on w adhezji Y. pseudotu-berculosis do hodowanych komórek nab³onkowych (35). Antygen pH6 jest morfologicznie podobny do fimbrii CS3 enterotoksynogennych szczepów E. coli. W przypadku antygenu Myf prawdopodobne jest jego uczestnictwo w kolonizacji jelita i dzia³aniu entero-toksyny Yst poprzez umo¿liwienie cis³ego kontaktu komórki bakteryjnej z komórkami nab³onka jelito-wego.
Inwazyna Inv. Bia³kiem b³ony zewnêtrznej warun-kuj¹cym przyleganie i wchodzenie Y. enterocolitica do wnêtrza komórek nab³onkowych jest inwazyna Inv (13). Receptorami dla inwazyny s¹ integryny po-wierzchniowe komórki, nale¿¹ce do rodziny â1. Miej-scem bezporedniego oddzia³ywania Inv s¹ komórki M, wystêpuj¹ce w nab³onku pokrywaj¹cym grudki ch³onne w kêpkach Peyera. Inwazyna jest ju¿ obecna na powierzchni wolno ¿yj¹cych komórek Y. enteroco-litica, które dostaj¹ siê do jelita. Szczegó³owa analiza ekspresji genu inv wykaza³a, ¿e maksymalna produk-cja inwazyny zachodzi w temperaturze 26°C przy pH 8
oraz w temperaturze 37°C przy pH 5,5 (28), co poz-wala przypuszczaæ, ¿e jest ona wytwarzana w warun-kach panuj¹cych w przewodzie pokarmowym i ma du¿e znaczenie we wczesnej fazie zaka¿enia jelita (13). Adhezyna Ail. Bierze udzia³ w adhezji i inwazji in vivo. Przede wszystkim jednak Ail chroni Y. enteroco-litica przed bakteriobójczym dzia³aniem bia³ek dope³-niacza (29). Opornoæ Y. enterocolitica na dzia³anie surowicy oraz zwiêkszona inwazyjnoæ w temperatu-rze 37°C mo¿e byæ zwi¹zana ze zmianami struktural-nymi powierzchni komórki Y. enterocolitica, które polegaj¹ na utracie ³añcuchów O-swoistych w cz¹stecz-ce LPS. Mo¿liwe, ¿e zahamowanie ekspresji locus rfb prowadz¹ce do zahamowania syntezy ³añcuchów O-swoistych w temperaturze 37°C jest kompensowa-ne aktywacj¹ genu ail (attachment-invasion locus), co u³atwia ekspozycjê bia³ka Ail na powierzchni komór-ki (23). Obecnoæ genu ail u szczepów nale¿¹cych do patogennych bioserotypów oraz brak w bioserotypach, uznawanych za niepatogenne, tak¿e potwierdza jego rolê jako czynnika zjadliwoci (18, 23).
Czynniki wirulencji Y. enterocolitica kodowane przez geny zlokalizowane w plazmidzie pYV Patogenne gatunki Yersinia maj¹ w komórkach plaz-mid pYV o wielkoci oko³o 70 tys. pz (ryc. 1) (9). Wród produktów ekspresji genów umiejscowionych na plazmidzie pYV wyró¿nia siê nastêpuj¹ce katego-rie: adhezyjno-inwazyjne bia³ko YadA (10); bia³ka wydzielnicze Yops (Yersinia outer proteins), które po-dzielono na grupê bia³ek efektorowych oraz translo-katorowych; bia³ka aparatu sekrecyjnegoYsc (Yersi-nia secretion); bia³ka opiekuñcze Sycs (specific Yop chaperones) (2) oraz bia³ka regulatorowe: VirF, YscM1 i YscM2 (7).
Adhezyna YadA. Bia³ko b³ony zewnêtrznej, uczest-nicz¹ce w procesie adhezji Y. enterocolitica do komó-rek eukariotycznych (9). Transkrypcja genu yadA za-le¿y od aktywatora VirF, który pozwala na ekspresjê YadA w temperaturze 37°C. W cz¹steczce YadA wy-ró¿nia siê regiony hydrofilowe i hydrofobowe. Regio-ny hydrofilowe s¹ zmienne w ró¿Regio-nych bia³kach YadA,
natomiast regiony hydrofobowe s¹ wysoce podobne, co sugeruje, i¿ s¹ one wa¿ne dla struktury i biologicz-nej funkcji YadA (10). YadA tworzy na powierzchni komórki strukturê w kszta³cie lizaka o wysokoci oko³o 23 nm (14, 15). W b³onie zewnêtrznej zakotwi-czone jest C-koñcowym fragmentem, a N-koñcowy fragment tworzy owaln¹ g³owê na prawoskrêtnym spi-ralnym trzonku (15), która uczestniczy w procesie auto-aglutynacji komórek Y. enterocolitica, w adhezji do luzu jelitowego, do b³on luzowych oraz do bia³ek macierzy zewn¹trzkomórkowej (EMC, extracellular matrix components), takich jak: kolagen typu I, II i IV, laminina, fibronektyna (10, 14). YadA poredniczy w wi¹zaniu pa³eczek Yersinia do integryn â1 przez fibronektynê oraz zwiêksza opornoæ Y. enterocolitica na bakteriobójcze dzia³anie surowicy dziêki wi¹zaniu czynnika H, co utrudnia opsonizacjê komórek Y. ente-rocolitica przez bia³ka dope³niacza (14).
Bia³ka Yops. Efektorowe bia³ka Yops (YopH, YopE, YopT, YopO) zaburzaj¹ mechanizmy przekazywania sygna³u wewn¹trz komórki eukariotycznej, co dezor-ganizuje jej cytoszkielet oraz hamuj¹ odpowied za-paln¹ i immunologiczn¹ (YopP, YpM, YopH). Dezor-ganizacja cytoszkieletu komórki prowadzi do zahamo-wania fagocytozy przez makrofagi i leukocyty poli-morfonuklearne (6).
YopH o masie cz¹steczkowej 51 kDa jest bia³kiem o aktywnoci fosfatazy tyrozynowej, które hamuje fa-gocytozê (14, 25, 26). Persson i wsp. (26) wykazali, ¿e YopH defosforyzuje bia³ka FAK (focal adhesion kinase) i p130CAS. Interakcja bia³ek Y. enterocolitica,
takich jak YadA i Inv, z áâ1integrynami obecnymi na powierzchni makrofaga aktywuje bia³ka FAK, prowa-dz¹c do fosforylacji innych komponentów kompleksu adhezyjnego FAC (focal adhesion complex). Powsta-wanie kompleksu FAC jest inhibitowane przez YopH, co prowadzi do rozpadu tego kompleksu i w kon-sekwencji hamuje proces pobierania bakterii przez makrofagi (14). YopH po wstrzykniêciu do komórki eukariotycznej powoduje defosforylacjê bia³ek regu-luj¹cych ³¹czenie filamentów aktynowych do integryn oraz polimeryzacjê aktyny (6).
Ryc. 1. Plazmid pYV Y. enterocolitica W227 (serotype O:9) (9)
efektory sekrecja translokacja bia³ka opiekuñcze Efektory:
– fosfataza tyrozynowa, hamuje fagocytozê – indukuje dezorganizacjê mikrofilamentów
aktynowych, co hamuje fagocytozê – kinaza serynowo-treoninowa
– apoptoza makrofagów, blokuje sekrecjê TNFá – proteaza cysteinowa
– bia³ko bogate w leucynê, przemieszczaj¹ce siê do j¹dra komórki
YopB, YopD, LcrV– translokatory
YopN, LcrG, TyeA– bia³ka kontroluj¹ce sekrecjê Yops Syc– specyficzne bia³ka opiekuñcze (specific Yop chaperone) YadA–Yersiniaadhesin A
inne YopH YopE YopO YopP YopT YopM
Ysc– aparat sekrecyjny Ysc (Yersiniasecretion)
oriR repBA yopO yopP ylpA yopQ yopTsycT yopM yopD yopB sycD lcrV lcrG lcrR virA yscV yscY yscX sycN tyeA yopN virB yscN-U yscW virF U TS R Q PO N yscA-M virC M L K JI H G F E D C B A yopH sycH sycE yopE spyC spyAB yscM2 yadA tnpAtnpR arsH arsCBR pYV227 69,5 kb
YopE o masie cz¹steczkowej 22,9 kDa indukuje dezorganizacjê mikrofilamentów aktynowych w ko-mórce gospodarza, co prowadzi do wywo³ania efektu cytotoksycznego, przejawiaj¹cego siê zaokr¹glaniem komórek i odrywaniem od macierzy zewn¹trzkomór-kowej (2). Dzia³anie YopE na cytoszkielet komórki eukariotycznej polega na hamowaniu bia³ek Rac i RhoA o aktywnoci GTP-az, które kontroluj¹ procesy poli-meryzacji aktyny (14). Dezorganizacja aktynowych mikrofilamentów, które wymagane s¹ w procesie fa-gocytozy, jest istot¹ antyfagocytarnej funkcji YopE.
YopT o masie cz¹steczkowej 35,5 kDa jest pro-teaz¹ cysteinow¹, która odcina C-koñcowe czêci bia-³ek RhoA, Rac i Cdc42, uwalniaj¹c je od sekwencji kotwicz¹cych w wewnêtrznej stronie b³ony cytoplaz-matycznej (30). Aktywnoæ proteolityczna YopT na terenie komórki fagocytuj¹cej prowadzi do dezorga-nizacji mikrofilamentów aktynowych, a w konsekwen-cji do zahamowania procesu fagocytozy.
YopO o masie cz¹steczkowej 81,7 kDa jest auto-fosforyluj¹c¹ siê kinaz¹ serynowo-treoninow¹, która indukuje morfologiczne zmiany w komórkach nab³on-kowych; komórki ulegaj¹ zaokr¹gleniu, ale nie od³¹-czaj¹ siê od macierzy zewn¹trzkomórkowej (25).
YopP o masie cz¹steczkowej 32,5 kDa indukuje apoptozê w makrofagach, natomiast nie dotyczy ona komórek nab³onka czy fibroblastów. Mechanizm pro-wadz¹cy do mierci komórki prawdopodobnie zwi¹-zany jest z brakiem czynnika transkrypcyjnego NF-êB, który chroni komórkê przed apoptoz¹. Wykazano bez-porednie wi¹zanie YopP do kinaz MAPK (mitogen--activated protein kinases) i kinazy â IêB (IKK â) funkcjonuj¹cych na szlaku prowadz¹cym do aktywa-cji transkrypcyjnych NF-êB, który reguluje syntezy bia³ek inhibituj¹cych apoptozê IAP (inhibitors of apop-tosis proteins) i Bcl-2 (25).
YopM o masie cz¹steczkowej 41 kDa jest kwanym bia³kiem zawieraj¹cym powtarzaj¹ce siê sekwencje aminokwasowe bogate w leucynê (25). Wykazano, ¿e YopM przemieszcza siê do j¹dra komórki docelowej, a tak¿e wp³ywa na transkrypcjê. McDonald i wsp. (21) wykazali, ¿e YopM oddzia³ywuje z dwoma kinazami,
tj. komórkow¹ PRK2 (protein kinase C-like 2) i rybo-somaln¹ kinaz¹ RSK1 (ribosomal S6 protein kinase 1). YopM mo¿e stymulowaæ aktywnoæ tych kinaz, ale biologiczna funkcja tego oddzia³ywania nie zosta³a wyjaniona.
Aparat sekrecyjny Ysc. Pa³eczki Y. enterocolitica inkubowane w temperaturze 37°C wytwarzaj¹ w os³o-nach komórki bakteryjnej organelle (strzykawki mo-lekularne), które okrelono jako aparat sekrecyjny Ysc. Ca³e organellum zbudowane jest z oko³o 29 bia³ek, które stanowi¹ bia³kow¹ pompê przechodz¹c¹ przez warstwê peptydoglikanu i dwie b³ony bakteryjne (we-wnêtrzn¹ i ze(we-wnêtrzn¹). Czêæ organellum umiejsco-wiona w os³onach komórkowych zbudowana jest z 10 bia³ek Ysc i stanowi cia³o podstawowe. Aparat sekre-cyjny zakoñczony jest struktur¹ przypominaj¹c¹ ig³ê o d³ugoci 60 nm, utworzon¹ przez polimeryzacjê monomerów YscF (6 kDa). Wewn¹trz ca³ego organel-lum funkcjonuje kana³ sekrecyjny, który pozostaje za-mkniêty do momentu wyst¹pienia bezporedniego kontaktu z komórk¹ eukariotyczn¹ (in vitro otwarcie nastêpuje z chwil¹ usuniêcia jonów wapnia). Yops s¹ wstrzykiwane do cytoplazmy komórek eukariotycz-nych przez adheruj¹ce bakterie, a to wymaga udzia³u bia³ek translokatorowych: YopB, YopD i LcrV. YpB i YopD dzia³aj¹ jako bia³ka transb³onowe (8). Trans-lokatory tworz¹ w b³onie komórki eukariotycznej ka-na³ o rednicy 16-23 Å. Poniewa¿ proces wstrzykniê-cia bia³ek efektorowych wymaga bardzo cis³ego kon-taktu z komórk¹ eukariotyczn¹ za porednictwem ad-hezyn, pozostaje niewyjaniona kwestia wystaj¹cej ig³y. Mo¿liwe, ¿e bia³ka YopB, D i LcrV destabilizuj¹ b³onê komórki gospodarza, umo¿liwiaj¹c zanurzenie ig³y i zakotwiczenie siê komórki bakteryjnej (6).
Bia³ka opiekuñcze Syc. Dotychczas poznano piêæ reprezentantów tej rodziny bia³ek, tj.: SycE, SycH, SycT, SycN i SycD (8). Odpowiedni gen syc jest po³o-¿ony w s¹siedztwie genu koduj¹cego docelowe bia³ko Yop. Bia³ko Syc specyficznie wi¹¿e siê w obrêbie N-terminalnego koñca bia³ka Yop, co prawdopodob-nie zapobiega asocjacji i degradacji bia³ka Yop, po-nadto bia³ko to kieruje bia³ko efektorowe w stronê
Ryc. 2. Zmiany chorobowe u ludzi wywo³ywane przez pa³eczki Y. enterocolitica
Jersinioza
Postacie jelitowe Postacie pozajelitowe
Zapalenie jelit
(enteritis) ¿o³¹dka i jelitZapalenie (gastroenterocolitis) Zapalenie jelita cienkiego i okrê¿nicy (enterocolitis) Postacie ropne zapalenie wêz³ów ch³onnych krezki jelitowej)
pseudowyrostkowe (
Posocznice Rumieñ guzowaty(20% rumieni) Zapalenie stawów(18-25%arthritis) Ropne zmiany
aparatu sekrecyjnegoYsc. Inna hipoteza dotycz¹ca funkcji bia³ek Syc zak³ada, i¿ zapobiegaj¹ one fa³do-waniu cz¹steczki Yop, co u³atwia jej transport (5).
Podsumowanie
Postacie jersiniozy zale¿¹ od: wieku, p³ci, stanu od-pornoci chorego, dawki zaka¿aj¹cej oraz w³aciwo-ci szczepu, który j¹ wywo³uje. Wykazano polimorfizm postaci klinicznych wywo³ywanych przez Y. entero-colitica (ryc. 2) (4), co czyni diagnostyczne badania mikrobiologiczne decyduj¹cymi o rozpoznaniu tej cho-roby.
Powszechne wystêpowanie Y. enterocolitica w ro-dowisku, ³atwoæ zaka¿enia poprzez spo¿ycie zanie-czyszczonych produktów czy wody, ró¿norodnoæ postaci klinicznych oraz zró¿nicowanie gatunku pod wzglêdem w³aciwoci biologicznych determinuj¹cych wirulencjê, wymagaj¹ zastosowania skutecznych tech-nik diagnostycznych, umo¿liwiaj¹cych szybk¹ i jed-noznaczn¹ identyfikacjê tego drobnoustroju. Ze wzglê-du na odnotowywany wzrost liczby zaka¿eñ wywo³y-wanych przez Y. enterocolitica biotypu 1A w obowi¹-zuj¹cych schematach diagnostycznych nale¿a³oby uwzglêdniæ biotyp 1A oraz zweryfikowaæ uwzglêd-niane w³aciwoci przy ocenie chorobotwórczoci szczepów.
Pimiennictwo
1.Bengoechea J. A., Brandenburg K., Arraiza M. D., Seydel U., Skurnik M., Moriyün I.: Pathogenic Yersinia enterocolitica strains increase the outer membrane permeability in response to environmental stimuli by modulating lipopolysaccharide fluidity and lipid A structure. Infect. Immun. 2003, 71, 2014-2021.
2.Bleves S., Cornelis G.: How to survive in the host: the Yersinia lesson. Microb. Infect. 2000, 2, 1451-1460.
3.Bottone E. J.: Yersinia enterocolitica: overview and epidemiologic correlates. Microb. Infect. 1999, 1, 323-333.
4.Bottone E. J.: Yersinia enterocolitica: the charisma continues. Clin. Micro-biol. Rev. 1997, 10, 257-276.
5.Britalan S. C., Philips R. M., Ghosh P.: Three-dimensional secretion signals in chaperone-effectors complexes of bacterial pathogens. Mol. Cell. 2002, 9, 971-980.
6.Brzostek K.: Mechanizmy regulacji czynników wirulencji Yersinia entero-colitica. Post. Mikrobiol. 2004, 43, 7-38.
7.Cambronne E. D., Schneewind O.: Yersinia enterocolitica type III secretion: yscM1 and yscM2 regulate yop gene expression by a posttranscriptional mechanism that targets the 5 untranslated region of yop mRNA. J. Bacteriol. 2002, 184, 5880-5893.
8.Cornelis G. R.: The Yersinia Ysc-Yop virulence apparatus. Int. J. Med. Microbiol. 2002, 291, 455-462.
9.Cornelis G. R., Boland A., Boyd A. P., Geuijen C., Iriarte M., Neyt C., Sory M., Stainier I.: The virulence plasmid of Yersinia, an antihost genome. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1998, 62, 1315-1352.
10.El Tahir Y., Skurnik M.: YadA, the multifaceted Yersinia adhesin. Int. J. Med. Microbiol. 2001, 291, 209-218.
11.Fredriksson-Ahomaa M., Bucher M., Hank C., Stolle A., Korkeala H.: High prevalence of Yersinia enterocolitica 4:O3 on pig offal in Southern Germany: a slaughtering technique problem. System. Appl. Microbiol. 2001, 24, 457--463.
12.Fredriksson-Ahomaa M., Lyhs U., Korte T., Korkeala H.: Prevalence of pathogenic Yersinia enterocolitica in food samples at retail level in Finland. Arch. Lebensmittelhyg. 2001, 63, 31-35.
13.Grassl G. A., Bohn E., Mûller Y., Bûhler O. T., Autenrieth I. B.: Interaction of Yersinia enterocolitica with epithelial cells: invasin beyond invasion. Int. J. Med. Microbiol. 2003, 293, 41-54.
14.Heesemann J., Sing A., Trülzsch K.: Yersinias stratagem: targeting innate and adaptive immune defense. Curr. Opin. Microbiol. 2006, 9, 55-61. 15.Hoiczyk E., Roggenkamp A., Reichenbecher M., Lupas A., Heesemann J.:
Structure and sequence analysis of Yersinia YadA and Moraxella UspAs reveal a novel class of adhesin. EMBO J. 2000, 15, 5989-5999.
16.Kot B., Jakubczak A., Piechota M.: Isolation and characterization of Yersinia enterocolitica rods from pig tonsils. Medycyna Wet. 2008, 64, 283-287. 17.Kot B., Trafny E. A.: The application of PCR to the identification of selected
virulence markers of Yersinia genus. Pol. J. Vet. Sci. 2004, 7, 27-31. 18.Kot B., Trafny, E. A., Jakubczak A.: Application of multiplex PCR for
moni-toring colonization of pig tonsils by Yersinia enterocolitica, including biotype 1A, and Yersinia pseudotuberculosis. J. Food Prot. 2007, 70, 1110-1115. 19.Maleszewska J., Krogulska B., Bielecka Z., Stypu³kowska-Misiurewicz H.:
Wystêpowanie bakterii z rodzaju Yersinia w wodzie studni przydomowych. Roczn. PZH 1988, 39, 396-401.
20.Martin T., Kasian G. F., Stead S.: Family outbreak of yersiniosis. J. Clin. Microbiol. 1982, 16, 622-626.
21.McDonald C., Vacratsis P. O., Bliska J. B., Dixon J. E.: The Yersinia virulence factor YopM forms a novel protein complex with two cellular kinases. J. Biol. Chem. 2003, 278, 18514-18523.
22.Mikulskis A., Delor I., Thi V. H., Cornelis G. R.: Regulation of the Yersinia enterocolitica yst gene. Influence of growth phase, temperature, osmolarity, pH and bacterial host factors. Mol. Microbiol. 1994, 14, 905-915. 23.Miller V. L., Farmer J. J. III, Hill W. E., Falkow S.: The ail locus is found
uniquely in Yersinia enterocolitica serotypes commonly associated with disease. Infect. Immun. 1989, 57, 121-131.
24.Nakao H., Watanabe H., Nakayama S., Takeda T.: yst gene expression in Yersinia enterocolitica is positively regulated by a chromosomal region that is highly homologous to Escherichia coli host factor 1 gene (hfq). Molec. Microbiol. 1995, 18, 859-865.
25.Navarro L., Alto N. M., Dixon J. E.: Functions of the Yersinia effector proteins in inhibiting host immune responses. Curr. Opinion Microbiol. 2005, 8, 21-27.
26.Persson C., Carballeira N.,Wolf-Watz H., Fällman M.: The PTPase YopH inhibits uptake of Yersinia, tyrosine phosphorylation of p130CAS and FAK,
and the associated accumulation of these proteins in peripherial focal adhe-sions. EMBO J. 1997, 16, 3207-2318.
27.Ramamurthy T., Yoshino K., Huang X., Nair G. B., Carniel E., Maruyama T., Fukushima H., Takeda T.: The novel heat-stable enterotoxin subtype gene (ystB) of Yersinia enterocolitica: nucleotide sequence and distribution of the yst genes. Microb. Pathog. 1997, 23, 189-200.
28.Revell P. A., Miller V. L.: A chromosomally encoded regulator is required for expression of the Yersinia enterocolitica inv gene and for virulence. Mol. Microbiol. 2000, 35, 677-685.
29.Revell P. A., Miller V. L.: Yersinia virulence: more than a plasmid. FEMS Microbiol. Lett. 2001, 205, 159-164.
30.Shao F., Merritt P. M., Bao Z., Innes R. W., Dixon J. E.: A yersinia effector and a pseudomonas avirulence protein define a family of cysteine proteases functioning in bacterial pathogenesis. Cell. 2002, 109, 575-588.
31.Singh I., Virdi J. S.: Interaction of Yersinia enterocolitica biotype 1A strains of diverse origin with cultured cells in vitro. Jpn. J. Infect. Dis. 2005, 58, 31-33.
32.Truszczyñski M.: Yersinia enterocolitica wa¿ny odzwierzêcy patogen cz³o-wieka. Medycyna Wet. 2009, 65, 296-300.
33.Wauters G., Aleksic S., Charlier J., Schulze G.: Somatic and flagellar antigens of Yersinia enterocolitica and related species. Contrib. Microbiol. Immunol. 1991, 12, 239-243.
34.Wesley I. V., Bhaduri S., Bush E.: Prevalence of Yersinia enterocolitica in market weight hogs in the United States. J. Food Prot. 2008, 71, 1162-1168. 35.Yang Y. X., Merriam J. J., Mueller J. P., Isberg R. R.: The psa locus is respon-sible for thermoinducible binding of Yersinia pseudotuberculosis to cultured cells. Infect. Immun. 1996, 64, 2483-2489.
36.Yucel N., Ulusoy H.: A Turkey survey of hygiene indicator bacteria and Yersinia enterocolitica in raw milk and cheese samples. Food Control 2006, 17, 383-388.
37.Zheng X. B., Xie C.: Isolation, characterization and epidemiology of Yersinia enterocolitica from humans and animals. J. Appl. Bacteriol. 1996, 81, 681--684.
Adres autora: dr hab. Barbara Kot, ul. Boles³awa Prusa 12, 08-110 Siedlce; e-mail: bkot@ap.siedlce.pl
